DE3545990A1 - Neue schmutz sammelnde reinigungsverstaerker in waessrigen wasch- und reinigungsloesungen - Google Patents

Neue schmutz sammelnde reinigungsverstaerker in waessrigen wasch- und reinigungsloesungen

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DE3545990A1
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Horst Dr Hoeffkes
Alfred Dr Meffert
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Johann Friedrich Dr Fues
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Description

Die Erfindung betrifft neue Mittel und Verfahren, die bei der Reinigung von insbesondere mit Pigmentschmutz verschmutzten Gegenständen eingesetzt werden können. Betroffen ist dabei vor allem das Waschen bzw. Reinigen aller Artikel in wässriger Flotte. Das wohl wichtigste Anwendungsgebiet solcher Reinigungsverfahren ist die Textilwäsche.
Der Waschvorgang von Textilien mit konventionellen Waschmitteln umfaßt bekanntlich das Aufbrechen und Ablösen der Verschmutzung an bzw. von der Faser. Für die wirkungsvolle Wäsche ist dann die hinreichende Suspendierung der abgelösten Schmutzpartikel Voraussetzung, um ihre Wiederablagerung und gleichzeitige Vergrauung des gewaschenen Gutes zu verhindern. Konventionelle Waschmittel enthalten Zusatzstoffe, die insbesondere dieser Aufgabe dienen. Ein hinreichendes Schmutztragevermögen wird aber auch als wichtige Funktion der Builder-Bestandteile konventioneller Waschmittelgemische angesehen, die bekanntlich synthetische Tensidkomponenten in Abmischung mit solchen Builder- Komponenten enthalten.
Bekannt ist weiterhin, daß in modernen Waschmitteln mit einem verringerten Gehalt an Phosphat-Buildern, die als Phosphat- Substituenten eingesetzten synthetischen kristallinen Zeolithe und insbesondere der entsprechend feinstteilige unlösliche Zeolith NaA von Waschmittelqualität mittels der zur Verfügung gestellten großen Feststoffoberfläche der Vergrauung entgegenwirken.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, beim Waschen und Reinigen von beispielsweise Textilien insbesondere mit wässrigen Waschmittelflotten Verbesserungen zu schaffen, die bisher in dieser Form nicht zugänglich waren. Die technische Lösung dieser Aufgabe geht dabei von einer neuartigen Konzeption aus. Die erfindungsgemäße technische Lösung sieht den Einsatz bzw. die Mitverwendung solcher Komponenten beim Reinigungsvorgang - insbesondere also bei der Textilwäsche - vor, die gezielt zur Ablagerung von Schmutzpartikeln geeignet und damit insbesondere zur Sammlung von Pigmentschutz in der Flotte während des Waschvorgangs geeignet sind, ohne den Waschvorgang selber negativ zu beeinflussen. Dabei soll der Einsatz dieser Schmutzfänger in solcher physikalischer Form erfolgen, daß nach Abschluß des Reinigungs- bzw. Waschverfahrens die manuelle und/oder mechanische Abtrennung der jetzt schmutzbeladenen Hilfsmittel vom gewaschen Gut möglich ist. In ihrem Kern will damit die Erfindung die Übertragung des Schmutzes von dem zu reinigenden Gut auf bei dem Reinigungsvorgang mitverwendete Hilfsmittel, die abschließend zusammen mit den von ihnen gesammelten Schmutzbestandteilen vom gereinigten Gut abgetrennt und verworfen werden können oder - soweit ihre Kapazität der Schmutzbeladung noch nicht voll ausgenutzt ist - erneut in einen Waschvorgang zurückgeführt werden können.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend die Verwendung von polyfunktionellen quartären Ammoniumverbindungen - im folgenden der Einfachheit halber mit ′PQAV′ bezeichnet - die in wässrigen Wasch- bzw. Reinigungslösungen wenigstens weitgehend unlöslich sind und/oder auf in diesen wässrigen Lösungen entsprechend unlöslichen Feststoffen immobilisiert bzw. fixiert vorliegen als Schmutz sammelnder Reinigungsverstärker in wässrigen Wasch- bzw. Reinigungslösungen, der nach der Wäsche bzw. Reinigung von dem zu säubernden Gut manuell und/oder mechanisch abgetrennt werden kann.
Die Erfindung betrifft in weiteren Ausführungsformen solche Schmutz sammelnden Reinigungsverstärker für den angegebenen Verwendungszweck, die aus den im folgenden noch ausführlicher geschilderten polyfunktionellen quartären Ammoniumverbindungen (PQAV) bestehen, die in wässrigen Wasch- bzw. Reinigungslösungen wenigstens weitgehend unlöslich sind bzw. auf den entsprechenden unlöslichen Feststoffen solche PQAV fixiert enthalten. Die Erfindung betrifft schließlich weiterhin Wasch- und Reinigungsverfahren für insbesondere verschmutztes Textilgut, wobei Schmutz sammelnde Reinigungsverstärker der erfindungsgemäßen Art zum Einsatz kommen.
Polyfunktionelle quartäre Ammoniumverbindungen (PQAV) sind im druckschriftlichen Stand der Technik und auch im Handel in vielgestaltigster Form beschrieben und bekannt. Ein wichtiges Einsatzgebiet für solche Verbindungen ist das Gebiet kosmetischer Präparate insbesondere zur Behandlung bzw. Konditionierung von Haar. Es ist ein bekanntes Charakteristikum der PQAV, daß sie zum Aufziehen auf Feststoffoberflächen befähigt sind, wobei diese Fähigkeit insbesondere auch in Gegenwart üblicher tensidischer Komponenten gegeben sein kann. Je nach Konstitution ist dabei das Aufziehvermögen und die Haftfestigkeit der PQAV auf der Feststoffunterlage unterschiedlich stark ausgeprägt. Im einzelnen spielt hier die jeweilige Konstitution der PQAV eine entscheidende Rolle. Im allgemeinen handelt es sich bei diesen vorbekannten PQAV um Oligomere und/oder Polymere, die an ihrer oligomeren - bzw. polymeren Matrix eine Mehrzahl, bzw. eine Vielzahl von quartären Ammoniumgruppierungen aufweisen. Für den Einsatz auf dem Gebiet der Kosmetik wird im allgemeinen eine hinreichende Wasserlöslichkeit der PQAV gefordert. Die erfindungsgemäße Anwendung der PQAV fordert demgegenüber die Umlöslichkeit oder wenigstens hinreichende Unlöslichkeit der als Schmutzsammler eingesetzten Reinigungsverstärker auf PQAV-Basis in den wässrigen Wasch- und Reinigungslösungen. Gleichwohl können in einer wichtigen Ausführungsform der Erfindung alle vorbekannten wasserlöslichen PQAV-Komponenten dem erfindungsgemäßen Anwendungszweck zugeführt werden. Es ist dazu nämlich lediglich notwendig, die an sich wasserlöslichen und/oder wasserquellbaren PQAV-Komponenten des Standes der Technik auf hinreichend wasserunlöslichen Trägern so zu fixieren und damit zu immobilisieren, daß sie während des Reinigungsvorganges von diesem Träger nicht oder nicht wesentlich abgewaschen werden. Wie noch noch im einzelnen geschildert wird, steht hierfür eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Verfügung. Klargestellt ist damit aber bereits, daß auch für die erfindungsgemäßen Zwecke alle die aus dem Stand der Technik bekannten insbesondere oligomeren und/oder polymeren polyfunktionellen quartären Ammoniumverbindungen verwendet werden können.
Aus der umfangreichen einschlägigen Literatur seien die folgenden Druckschriften beispielhaft benannt, deren Offenbarung hiermit ausdrücklich auch zum Gegenstand der Offenbarung der vorliegenden Erfindungsbeschreibung zur Stuktur der PQAV gemacht wird: US-PSen 35 89 978, 36 32 559, 39 10 862, 41 57 388, 42 40 450 und 42 92 212, GB-PS 11 36 842, DE-AS 27 27 255, sowie die darin benannte US-PS 34 72 840.
Geeignete wasserlösliche oder wasserunlösliche PQAV im Sinne der Erfindung haben bevorzugt ein durchschnittliches Molgewicht von wenigstens etwa 200, vorzugsweise von wenigstens etwa 300 und insbesondere von wenigstens etwa 1000. Die obere Grenze der PQAV ist im Grunde bedeutungslos und liegt beispielsweise bei 10 Millionen. Verständlich ist das aus der erfindungsgemäß geforderten Bedingung der Wasserunlöslichkeit der PQVA.
Nach geeigneter, im folgenden geschilderter Aufbereitung für die Zwecke der Erfindung sind als zunächst wasserlösliche, dann aber auf einem wasserunlöslichen Träger immobilisierte PQAV alle Polymeren geeignet, die entweder in der Polymerkette oder an die Polymerkette gebunden quartäre Ammoniumgruppen tragen. Solche quartären Ammoniumgruppen können sich auch von zyklisch gebundenem Stickstoff ableiten. Beispiele für solche quartäre Ammoniumgruppen sind entsprechende Glieder von 5- oder 6- gliedrigen Ringsystemen, z. B. von Morpholin-, Piperidin-, Piperazin- oder Indazol-Ringen. Zahlreiche Beispiele für solche wasserlöslichen PQAV sind z. B. in der US-PS 42 40 450 näher beschrieben.
Bevorzugt geeignet können Homo- oder Mischpolymerisate mit zyklischen Einheiten sein, wie sie im einzelnen aus der US-PS 39 12 808 bekannt sind. Handelsprodukte dieser Struktur sind z. B. Merquat® 100 und Marquart® 550 (Quaternium 41).
Weitere bevorzugt geeignete PQAV sind beispielsweise Celluloseether, deren Anhydroglucose-Einheiten jeweils 1-3 über Äthersauerstoff gebundene Substituenten mit quartären Ammoniumgruppen tragen. Solche Polymeren sind z. B. aus der US-PS 34 72 840 bekannt. Ein Handelsprodukt mit dieser Struktur ist z. B. das Polymer-JR® 400.
Weitere besonders geeignete kationische Polymeren sind z. B. die aus der US-PS 39 10 862 bekannten und z. B. unter der Handelsbezeichnung Gafquat®734 und 755 erhältlichen quartären Polyvinylpyrolidon-Copolymerisate und die aus der US-PS 41 57 388 bekannten und z. B. unter der Handelsbezeichnung Mirapol®A15 erhältlichen quartären polymeren Harnstoffderivate.
Bevorzugt geeignete PQAV sind solche Verbindungen, die in fester Form Schwierigkeiten bei der Auflösung in Wasser bereiten. Solche kationischen Polymeren sind vor allem die beispielsweise aus der GB-PS 11 36 842 bekannten kationischen Polygalactomannan-Derivate.
Galactomannane sind Polysaccharide, die in den Endospermzellen vieler Leguminosensamen vorkommen, die aber im industriellen Maßstab nur aus Johannesbrotkernmehl (locus bean gum), Guar- Gummi (guar gum) und Tara-Gummi (tara gum) gewonnen werden, sind aufgebaut aus einer linearen Mannan-Hauptkette, bestehend aus beta-(1.4)-glycosidisch verknüpften Mannopyranosebausteinen, an die als Verzweigung einzelne Galactopyranose-Reste in alpha-(1.6)-glycosidischer Bindung fixiert sind. Die einzelnen Polygalactomannane unterscheiden sich hauptsächlich durch das Mannose-Glactose-Verhältnis. Die kationischen Derivate der Polygalactomannane werden hergestellt durch Umsetzung von Hydroxylgruppen des Polysaccharids mit reaktiven quartären Ammoniumverbindungen. Als reaktive quartäre Ammoniumverbindungen eignen sich z. B. solche der allgemeinen Formel in der R1, R2 und R3 z. B. Methyl- oder Ethylgruppen und R4 eine Epoxyalkylgruppe der Formel oder eine Halohydringruppe der Formel in welcher R5 eine Alkylengruppe mit 1-3 C-Atomen, X = Chlor oder Brom und Z ein Anion wie z. B. Chlorid, Bromid, Jodid oder Hydrogensulfat ist. Der Substitutionsgrad sollte wenigstens 0,01 und bevorzugt wenigstens 0,05 sein und liegt typischerweise zwischen 0,05 und 0,5. Ein besonders geeignetes quartäres Ammoniumderivat eines Polygalactomannans ist z. B. das Guar- hydroxypropyl-trimethylammoniumchlorid, welches an die Sauerstoffatome der Hydroxylgruppen des Polysaccharids gebundene kationische Gruppen der Formel
CH2CH(OH) CH2N(+)(CH3)3 Cl(-)
trägt. Solche kationischen Guar-Derivate sind z. B. unter der Handelsbezeichnung "Cosmedia Guar C 261" auf dem Markt. Der Substitutionsgrad (DS) von Cosmedia Guar C 261 liegt bei 0,07. Auch die Handelsprodukte "Jaguar C-13" (DS = 0,11-0,13) und "Jaguar C 13 S" (DS = 0,13) gehören diesem Typ an.
Grundsätzlich gilt, daß der erfindungsgemäß eingesetzte Schmutz sammelnde Reinigungsverstärker in jeder physikalischen Ausgestaltung Verwendung finden kann, die eine Beladung dieses Reinigungsverstärkers mit Schmutzteilchen erlaubt und gleichwohl die Möglichkeit einer manuellen und/oder mechanischen Abtrennung des ungelösten Reinigungsverstärkers von dem gewaschenen Gut erlaubt. In Betracht kommen insbesondere zwei physikalische Zustandsformen, nämlich der Einsatz der PQAV bzw. der entsprechend mit PQAV imprägnierten unlöslichen Feststoffmaterialien in Form von Flächengebilden, insbesondere als Blatt, Folie oder als Tuch und andererseits als feinteiliger Feststoff, der beispielsweise in der Waschflotte während des Waschvorgangs dispergiert sein kann, nach Abschluß des Waschvorgangs aber mit der Waschlauge abgezogen und damit von dem gewaschenen Gut abgetrennt wird. Die Erfindung wird im nachfolgenden insbesondere anhand dieser beiden Ausführungsformen geschildert, die die Mitverwendung der PQAV während des Waschprozesses in der mit beispielsweise mit Textilgut beladenen Waschflotte zum Gegenstand haben, sie ist aber nicht darauf beschränkt. Auch andere Einsatzformen sind möglich und fallen in den Rahmen der Erfindung. Als Beispiel sei hier das Umpumpen einer Waschflotte über ein PQAV-Feststoffbett und Rückführung der so gereinigten Waschflotte in den Waschprozeß genannt.
Für das Gebiet der Textilwäsche, indbesondere für die maschinelle Textilwäsche z. B. mit Haushaltswaschmaschinen, lassen sich zwei konkrete Anwendungsformen der erfindungsgemäßen neuen Reinigungsverstärker beschreiben: die Einarbeitung der erfindungsgemäßen Reinigungsverstärker, vorzugsweise in Form feiner Pulver, in die üblichen Textilwaschmittel, insbesondere Grobwaschmittel, einerseits sowie andererseits die getrennte Zugabe der neuen Reinigungsverstärker zur Waschlauge, d. h. getrennt von dem üblichen Einspülen des Waschpulvers.
Für den zuletzt genannten Fall eignen sich als Zustandsform für die neuen Schmutz sammelnden Verstärker sowohl feine wie gröber gekörnte Feststoffaufbereitungen, insbesondere aber auch die Aufbereitung des Materials in Form eines flächigen Gebildes, beispielsweise als Blatt, Folie oder Tuch. So kann beispielsweise der neue Reinigungsverstärker als blattförmiges Material in Rollenform zur Verfügung gestellt und eingesetzt werden, wobei jeweils für einen Waschvorgang eine vorbestimmte Menge des blattförmigen Materials von der Rolle abgetrennt und zusätzlich mit dem zu waschenden Textilgut in die Waschmaschine gegeben wird.
Nach Abschluß des Waschprozesses muß die einfache manuelle und/oder mechanische Abtrennbarkeit des Schmutzsammlers vom gewaschenen Gut gewährleistet sein. Liegt das Material als Flächengebilde vor, so ist aufgrund seiner Unlöslichkeit die Abtrennung bei der Entnahme des gewaschenen Textilgutes gewährleistet. Wird der Reinigungsverstärker als mehr oder weniger feingekörntes Material eingesetzt, so sind hier - insbesondere je nach Größe des gekörnten Gutes - verschiedene Formen der Abtrennung gegeben. Wird der Reinigungsverstärker als äußerst feinteiliges und unlösliches Material in die Waschflotte eindosiert, dann wird er in heute üblicher Weise zusammen mit anderen unlöslichen feinstteiligen Komponenten des Waschmittelgemisches - beispielsweise mit unlöslichen Builderkomponenten auf Zeolith- Basis - zusammen mit der Waschlauge abgezogen und ausgespült. Wird der Reinigungs- bzw. Waschkraftverstärker jedoch in gröber gekörnter Form eingesetzt so gelingt beispielsweise die manuelle Abtrennung durch Aussschütteln des gewaschenen Textilguts.
Blattförmige bzw. flächenförmige Ausgestaltungen des neuen Schmutzsammlers können nach an sich bekannten Herstellungsverfahren als Wirrfaservlies, Fasergewebe oder -gewirke, als vorzugsweise offenporiges Schaumstoffblatt, als geschlossene Folie oder in jeder beliebigen anderen Form ausgebildet sein. Voraussetzung ist lediglich, daß die von der Waschlauge umspülte Oberfläche die PQAV in hinreichender Menge aufweist.
Für alle Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen neuen Reinigungsverstärkers gilt, daß die eingesetzten PQAV so weitgehend wasserunlöslich bzw. unlöslich in der Waschlauge sind, daß sich die Oberfläche des beliebig formgestalteten Waschkraftverstärkers mit Schmutzpartikeln beladen kann und diese bis zum Abschluß des Waschprozesses festhält. Für die Gewinnung solcher unlöslichen PQAV stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung. Bekannt ist es beispielsweise, wasserlösliche PQAV durch Reaktion mit wenigstens bifunktionellen Vernetzungsmitteln derart zu vernetzen, daß eine für die Zwecke der Erfindung hinreichende Wasserunlöslichkeit erreicht wird. Ein grundsätzlich anderer Weg, der letztlich aber zum gleichen Ergebnis führt, ist das nachträgliche Aufbringen von quartären Ammoniumgruppierungen auf die Oberfläche von vorzugsweise bereits formgestalteten, unlöslichen Verbindungen. So kann beispielsweise nach an sich bekannten Verfahren die Oberfläche von unlöslichen Naturstoffen und/oder unlöslichen Syntheseprodukten durch chemische Reaktion mit quartären Ammoniumgruppen ausgerüstet werden. Benutzt werden hierfür Verfahrensschritte, wie sie im Prinzip für die Herstellung wasserlöslicher und/oder wasserquellbarer PQAV aus der eingangs zitierten Literatur bekannt sind. Beispielhaft sei das wie folgt verdeutlicht: ein Flächengebilde wie ein Wirrfaservlies bzw. ein gewebtes oder gewirktes Tuch auf Basis von Naturfasern und/oder Synthesefasern kann durch Reaktion mit einer Kupplungskomponente z. B. Epichlorhydrin und nachfolgender Reaktion mit einer basischen Stickstoffverbindung mit nachfolgender Quaternisierung zum gewünschten Schmutz sammelnden Waschkraftverstärker umgewandelt werden. Entsprechendes gilt für gekörntes oder pulverförmiges Gut aus natürlichen und/oder synthetischen wasserunlöslichen Einsatzmaterialien.
Besondere praktische Bedeutung kann den Ausführungsformen zukommen, die einen wasserunlöslichen Träger in flächiger oder gekörnter Form vorsehen, auf dessen Oberfläche durch physikalische oder chemische Fixierung PQAV in vorzugsweise dünner Schicht derart immobilisiert sind, daß sie während des Waschvorganges nicht oder nicht wesentlich in das Waschbad abgleiten.
Es hat sich gezeigt, daß durch geeignete Anpassung der Struktur und Beschaffenheit von wasserunlöslichem Träger und PQAV schon eine offenbar überwiegend physikalische Fixierung zur hinreichenden Haftfestigkeit der PQAV auf der Trägeroberfläche führen kann. Nimmt man beispielsweise Baumwollmaterialien und hier insbesondere nicht ausgerüstete Baumwolle und beschichtet dieses Material mit wasserlöslichen und/oder mindestens wasserquellbaren PQAV im Sinne der eingangs genannten Literatur, so wird hier ein Schmutz sammelnder Waschkraftverstärker erhalten, der die üblichen Bedingungen des Waschvorgangs in einer Textilwaschmaschine übersteht, dabei seiner Funktion als Schmutzsammler gerecht wird und nach dem Waschvorgang vom gereinigten Textilgut abgetrennt werden kann. Hier wirkt sich das substantive Aufziehvermögen der PQAV auf die Oberfläche des unlöslichen Grundkörpers aus, gleichzeitig bleiben aber die nach außen weisenden quartären Ammoniumgruppierungen der Beschichtungsmasse für die angestrebte Schmutzsammlung erhalten.
Es kann erwünscht sein, eine stärkere, nämlich reaktive Anbindung der PQAV-Beschichtungsmasse an den unlösichen Träger vorzusehen. Hier kann in an sich bekannter Weise wiederum eine chemische Anbindung mittels bifunktioneller Kupplungskomponenten in Betracht kommen. Wichtig ist für eine erfindungsgemäße Ausführungsform aber auch der folgende Weg: die Verfestigung einer polymeren PQAV-Beschichtung auf einem formgestalteten Grundkörper kann alleine dadurch ausgebildet werden, daß in bzw. an der Oberfläche des Grundkörpers anionische Gruppierungen ausgebildet werden bzw. vorliegen. Beispiele für solche anionischen Gruppierungen sind Carboxylgruppen, die beispielsweise durch Carboxymethylierung in die Oberfläche des Grundkörpers eingeführt werden können oder andere Säuregruppierungen wie Sulfonsäurereste. Die kationische PQAV-Beschichtung bindet sich dann salzartig fest an diese Gegenionen der Matrix, so daß auf diese Weise der enge Verbund zwischen unlöslichem Festkörper und aufgetragener PQAV-Schicht sichergestellt ist. Lediglich beispielhaft für diese Ausführungsform sei ein Grundkörper auf Basis von Cellulosefasern genannt, bei dem freie Carboxylgruppen in das Cellulosemolekül eingeführt worden sind. Möglich ist das beispielsweise auf zwei verschiedenen Wegen:
- durch physikalische Inkorporation von Carboxylgruppen tragenden Verbindungen in die Viskose, d. h. in eine als Cellulosexanthogenat gelöste Cellulose unter Bildung so genannter inkorporierter Cellulosefasern oder
- durch chemische Umsetzung (Verätherung) der faserbildenden Cellulose der Carboxylgruppen tragenden Reagentien unter Bildung von einheitlich mit z. B. Carboxyalkylgruppen der Formel
-(CH2) n -COOH,
in der n einen Wert von 1 bis 3 haben kann, modifizierten Cellulosefasern.
Die physikalische Inkorporation Carboxylgruppen tragender Verbindungen in die Viskose wird z. B. durch Beimischen von Alkalisalzen von Acrylsäure-Homopolymerisaten, Acrylsäure-Methacrylsäure- Copolymerisaten, Methylvinylether-Maleinsäureanhydrid- Copolymerisaten, Alginsäure oder Carboxylmethylcellulose zur Viskoselösung und anschließendes Verspinnen in üblicher Weise in ein Fällungsbad erreicht. Handelsprodukte auf Basis solcher Cellulosefasern als auch auf Basis der mit Carboxymethylgruppen modifizierten Fasern sind für viele Anwendungszwecke erhältlich. In der hier geschilderten Ausführungsform werden solche Fasern bzw. daraus hergestellte Trägermaterialien mit einer PQAV-Schicht überzogen und damit für den Einsatzzweck unlösbar verbunden.
Als Träger für die Schmutz sammelnde PQAV-Schicht sind aber nicht nur wasserunlösliche organische Materialien geeignet. Besondere Bedeutung kommt auch anorganischen Trägern zu. In dieser Ausgestaltung sind insbesondere solche wasserunlöslichen anorganischen Träger in Betracht zu ziehen, die ohnehin schon im Rahmen von Waschprozessen insbesondere im Rahmen der Textilwäsche Verwendung gefunden haben. Klassische Beispiele hierfür sind natürliche oder synthetische feinstteilige Alumosilikate von der Art Bentonit oder synthetische kristalline Zeolithe, insbesondere der heute in großem Umfang eingesetzte Phosphataustauschstoff Zeolith A in Waschmittelqualität. Andere Beispiele für geeignete Materialien sind Kieselsäure, insbesondere kolloidale Kieselsäure von der Art des Aerosil, feinteilige, quellfähige oder auch nicht quellfähige Schichtsilikate, insbesondere der Montmorillonit-Gruppe, wasserunlösliche feinteilige Metalloxide und/oder Hydroxide bzw. entsprechende Metallsalze. Als Beispiele seien Erdalkalimetallsalze wie Calciumcarbonat, Calciumsulfat und dergleichen oder Aluminiumoxid und dergleichen genannt. Besonderer Vorteil kann in der Verwendung von sauren bzw. polyanionisch ausgebildeten anorganischen Trägermaterialien liegen, wie sie beispielsweise im Fall der Alumosilikate, der Schichtsilikate oder des Kieselsäuregels gegeben sind. Auch hier ist durch die Möglichkeit der Salzbildung zwischen der PQAV-Beschichtungsmasse und dem anorganischen Grundkörper mit seiner gegensinnigen Ladung eine besonders feste Verankerung der Schmutz sammelnden PQAV-Schicht gewährleistet.
Die quartäre Ammoniumgruppe in den erfindungsgemäß verwendeten PQAV-Komponenten enthält bevorzugt 1 bis 3 niedere Alkylreste mit jeweils 1 bis 6, insbesondere 1 bis 3 C-Atomen. Besondere Bedeutung kann der quartären Ammoniumgruppierung zukommen, die 1 bis 3 Alkylreste aufweise und als Gegenion Reste solcher Säuren enthält, wie sie ohnehin im Waschprozeß üblicherweise zu erwarten sind. Als Beispiele für dieses Gegenion sind Chlorid und/oder Sulfat zu nennen.
In einer Abwandlung der bisher geschilderten Erfindung werden als Schmutz sammelnde Reinigungsverstärker unlösliche und/oder auf unlöslichen Feststoffen immobilisierte PQAV eingesetzt, in denen die für diese Stoffklasse charakteristischen quartären Ammoniumgruppierungen wenigstens anteilweise durch nicht- quarternisierte basische Aminogruppen und insbesondere durch tertiäre Aminogruppen ersetzt sind. Alle sonstigen Angaben zur Erfindungsbeschreibung gelten hier sinngemäß. Grundlage für diese Abwandlung ist die dieser Ausführungsform der Erfindung zugrunde liegende Feststellung, daß auch solche polykationischen Komponenten und insbesondere solche kationischen Polymerverbindungen für die Zwecke der Erfindung geeignet sind, die ihre Funktionsfähigkeit nicht oder nur anteilsweise aus quartären Ammoniumgruppierungen ansonsten aber aus basischen Aminogruppen ableiten. Die bevorzugte, nicht-quartäre basische Aminogruppe ist die tertiäre Aminogruppe. Es hat sich gezeigt, daß polykationische Verbindungen auch dieser Art befähigt sind, sich mit suspendierten Schmutzpartikeln aus der Waschflotte zu beladen. Polykationische tertiäre Aminoverbindungen der hier betroffenen Art sind dann ebenfalls entweder selber als wenigstens weitgehend unlösliche Feststoffe oder aber als an sich lösliche bzw. quellbare Komponenten einzusetzen, die ihrerseits auf hinreichend unlöslichen Trägermaterialien immobilisiert bzw. fixiert sind.
Ein typisches Beispiel für polykationische Verbindungen dieser Art ist das GAF "Copolymer 937"®, das ein PVP-Dimethylamino- ethylmethacrylat-Copolymer mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 1.000.000 ist.
Der Einsatz von PQAV-Beschichtungen im engeren Sinn der echten polyfunktionellen quartären Ammoniumverbindungen in Abmischung mit den in diesem Sinne ganz oder teilweise abgewandelten polykationischen Verbindunge fällt in den Rahmen der Erfindung.
Die jeweilige Einsatzmenge an Schmutz sammelnden PQAV im engeren oder weiteren Sinn der Erfindungsbeschreibung wird durch die im Einzelfall jeweils vorliegenden und bestimmbaren Gegebenheiten bzw. Bedingungen bestimmt. Sie sind vom Fachmann durch einfache Versuche zu ermitteln. Bevorzugt wird die Menge der bei einem Waschgang eingesetzen Schmutz sammelnden PQAV derart gewählt, daß wenigstens ein substantieller Anteil, beispielsweise also wenigstens etwa 50, vorzugsweise wenigstens etwa 75% der zu erwartenden Beladung der Waschflotte mit suspendierten Schmutzteilchen von dem Schmutz sammelnden Reinigungsverstärker aufgenommen werden kann. Es kann wünschenswert sein, Formulierungen vorzusehen, die eine solche Menge an PQAV im Waschprozeß zur Verfügung stellen, daß überschüssige Kapazität der PQAV zur Verfügung steht, um gelegentlich auftretende Spitzen in der Schmutzbelastung bei unterschiedlichen Waschvorgängen abfangen zu können.
Die Schmutzaufnahmefähigkeit der Schmutz sammelnden Reinigungsverstärker ist ihrerseits insbesondere wiederum bestimmt durch die Menge der im Einzelfall zur Verfügung gestellten funktionellen quartären Ammoniumgruppen bzw. der gleichwirkenden basischen Aminogruppen, insbesondere tertiäre Aminogruppierungen. Hier ist also der jeweilige Substitutionsgrad der eingesetzten PQAV zu berücksichtigen. Andererseits ist die Oberfläche der in der Waschlauge unlöslichen Reinigungs- bzw. Waschkraftverstärker eine weitere wichtige Variable, die in die hier betroffenen Überlegungen eingeht. Begreiflicherweise kann es dementsprechend erfindungsgemäß bevorzugt sein, Zustandsformen des Schmutz sammelnden Reinigungsverstärkers zu wählen, die sich durch eine besonders große Oberfläche auszeichnen. Einerseits kommen hier hochdisperse Verteilungszustände in Betracht - beispielsweise Feststoffteilchen mit einer individuellen Teilchengröße unterhalb 100 µ, vorzugsweise unterhalb 40 µ und insbesondere unterhalb etwa 10 µ, wie sie für die bekannten Waschmittel-Builder der auf Basis von Zeolith A oder für feindisperse Kieselsäure bekannt sind. Hohe Oberflächen werden andererseits aber auch von Flächengebilden zur Verfügung gestellt, die aus Fasern bzw. Faserbündeln gebildet sind. Aus Kenntnis der hier im jeweiligen Einzelfall vorliegenden charakteristischen Kenngrößen für die erfindungsgemäß eingesetzten Arbeitsmittel und die zu erwartende Schmutzbelastung läßt sich dann leicht der Mindestbedarf an Schmutz sammelndem Reinigungs- bzw. Waschkraftverstärker für den Einzelfall ermitteln.
Die erfindungsgemäßen Schmutz sammelnden Reinigungs- bzw. Waschkraftverstärker können insbesondere zusammen mit üblichen Textilgrobwaschmitteln oder auch mit Feinwaschmitteln eingesetzt werden. Es versteht sich von selbst, daß sowohl Träger wie PQAV-Beschichtung so gewählt werden müssen, daß die bei diesem Einsatz zu erwartenden Temperaturbelastungen bis etwa 95°C unbeschadet überstanden werden. Als Tensidkomponenten kommen insbesondere anionische und/oder nichtionische Tenside in Betracht. Kationische Tenside mit ihren besonderen Wirkungen sind jedoch nicht ausgeschlossen. Zusammen damit können die üblichen Builder und Co-Builder sowie die sonstigen üblichen Waschmittelkomponenten Verwendung finden. Genannt seien in diesem Zusammenhang: Bleichmittel, Korrosionsinhibitoren, Aufheller, Schauminhibitoren, Vergrauungsinhibitoren, Enzyme, Stellmittel, Duftstoffe und dergleichen.
Beispiele Beispiel 1
In einer ersten Versuchsreihe wird das Verhalten von zwei Typen handelsüblicher PQAV - "Cosmedia Guar C 261"® sowie "Polymer JR-400"® - in einer Schmutz belasteten Waschflotte geprüft.
Saubere Gewebeläppchen auf der Basis
  • Baumwolle nicht ausgerüstet
    Baumwolle veredelt
    Polyester/Baumwolle
    Polyester
werden einerseits nur mit einem Tensid auf Estersulfatbasis ("Texapon N 25") andererseits mit steigenden Mengen an den beiden genannten PQAV beladen. Nach Auftrag der jeweiligen Testmaterialien werden die Gewebelappen getrocknet. Die so präparierten Testlappen werden zusammen mit Tee- und Pigment/Hautfett- verschmutzer Ballastwäsche im Launderometer gewaschen. Dabei wird ein Markenwaschmittel eingesetzt.
Nach dem Waschversuch zeigen sämtliche mit PQAV angeschmutzten Gewebe deutliche Flecken, während die ausschließlich mit Tensid beladene Blindprobe sauber war. Die Intensität der Fleckenbildung nimmt mit steigender Menge der jeweils eingesetzten PQAV zu. Ersichtlich ist auch eine gewisse Abhängigkeit der Farbtiefe je nach eingesetzter Textilware. Möglicherweise liegt hier ein Hinweis auf die unterschiedliche Festigkeit der PQAV auf den verschiedenen im Vergleich eingesetzten Textiltypen. Die jeweils tiefsten Einfärbungen zeigen die PQAV-Anschmutzungen auf nicht-ausgerüsteter Baumwolle.
Aus der Einfärbung der Fleckenbildung beim Waschen ist ersichtlich, daß unter den hier gewählten Waschbedingungen "Cosmedia Guar C 261"® die Tee-Anschmutzung aufzieht, während bei Verwendung von "Polymer JR-400"® sich eher die Pigment/Hautfett- Anschmutzung abgelagert.
Versuchsbedingungen
Saubere Gewebeläppchen werden mit einer gleichbleibenden Menge einer Testrezeptur beladen. Nachdem die aufgetragene Imprägnierung getrocknet war, wurden jeweils ein Testläppchen zusammen mit einem mit Tee-Anschmutzung und einem mit Pigment/Hautfett- Anschmutzung beladenen Läppchen in einer das Standardwaschmittel enthaltenden Flotte im Lauderometer gewaschen.
Das Aussehen der gewaschenen und getrockneten Testgewebe wurde beurteilt.
Launderometer:60°C, 16°dH, Flotte = 1 : 12, 10 Stahlkugeln 30 Minuten waschen, 4 × 30 Sekunden spülen
Dosierung des Waschmittels:10 g/l Testgewebe:Baumwolle
Baumwolle veredelt
Polyester/Baumwolle
Polyester Schmutzwäsche:H - SH - PBV (Polyester/Baumwolle mit Pigmenten und Hautfett angeschmutzt) H-T-BV (Baumwolle veredelt mit Tee angeschmutzt)
In der nachfolgenden Tabelle 1 ist zunächst die Beladung der miteinander zu vergleichenden Testlappen angegeben.
Tabelle 1
In der nachfolgenden Tabelle ist die visuelle Auswertung der miteinander zu vergleichenden Testlappen beschrieben. Im Fall der Beschichtung mit PQAV bildet sich auf den jeweiligen Testlappen an der beschichteten Stelle ein mehr oder weniger stark eingefärbter Fleck aus.
Tabelle 2
Beispiel 2
In einem Launderometerversuch (16°dH, 60°C, Waschmittelbelastung der Flotte 3 g Standardwaschmittel/l) werden standardisierte, angeschmutzte Testlappen in einem Blindversuch ohne Zugabe des erfindungsgemäßen Reinigungsverstärkers und in Parallelansätzen mit steigenden Mengen eines erfindungsgemäßen Reinigungsverstärkers ("Cosmedia Guar C 261" auf nicht ausgerüsteter Baumwolle) gewaschen. Als Reinigungsverstärker im Sinne der Erfindung werden dabei Testlappen eingesetzt, die jeweils mit einer gleichbleibend sehr geringen Menge an PQAV imprägniert sind. In Parallelversuchen wird die im Einzelfall eingesetzte Menge an PQAV durch eine steigende Anzahl an PQAV-beschichteten Testlappen dargestellt. Zum Ausgleich der insgesamt vorliegenden Textilmenge werden nicht-beschichtete und nicht-beschmutzte Füllgewebelappen in der jeweils benötigten Menge mitverwendet.
Die dabei erhaltenen Aufhellungswerte (% Remission) bestimmt am ursprünglichen Standardschmutzlappen sind in der nachfolgenden Tabelle 3 dem jeweiligen Waschversuch zugeordnet.
Tabelle 3

Claims (13)

1. Verwendung von polyfunktionellen quartären Ammoniumverbindungen (PQAV), die in wässrigen Wasch- bzw. Reinigungslösungen wenigstens weitgehend unlöslich sind und/oder auf diesen wässrigen Lösungen entsprechend unlöslichen Feststoffen immobilisiert vorliegen als Schmutz sammelnder Reinigungsverstärker in wässrigen Wasch- bzw. Reinigungslösungen, der nach der Wäsche bzw. Reinigung von dem zu säubernden Gut manuell und/oder mechanisch abgetrennt werden kann.
2. Ausführungsform nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß oligomere und/oder polymere PQAV eingesetzt werden, deren durchschnittliches Molgewicht bevorzugt wenigstens etwa 300 beträgt und bevorzugt im Bereich von etwa 1000 bis 10 000 000 liegt.
3. Ausführungsform nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Schmutz sammelnde Reinigungsverstärker in Form eines Flächengebildes, z. B. als Blatt, Folie oder Tuch eingesetzt wird, das aus polymeren PQAV gebildet ist oder wenigstens an einem Teil seiner Oberfläche PQAV fixiert enthält.
4. Ausführungsform nach Ansprüchen 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Schmutz sammelnde Reinigungsverstärker als feinteiliger, wenigstens weitgehend unlöslicher Feststoff eingesetzt wird, der aus PQAV gebildet ist oder einen anderen, entsprechend unlöslichen feinteiligen Feststoff als Träger enthält, auf dessen Oberfläche PQAV fixiert sind.
5. Ausführungsform nach Ansprüchen 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß ein Reinigungsverstärker eingesetzt wird, der wasserlösliche und/oder wasserquellbare PQAV chemisch und/oder physikalisch gebunden auf der Oberfläche eines wasserunlöslichen Trägers enthält.
6. Ausführungsform nach Ansprüchen 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsverstärker als textiles Tuch eingesetzt wird, das mit PQAV imprägniert ist, wobei als textile Grundlage Baumwolle, insbesondere nicht ausgerüstete Baumwolle bevorzugt sein kann.
7. Ausführungsform nach Ansprüchen 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsverstärker als insbesondere faserhaltiges Tuch eingesetzt wird, an dessen Oberfläche durch chemische Reaktion eine Vielzahl von quartären Ammoniumgruppen eingeführt worden ist.
8. Ausführungsform nach Ansprüchen 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsverstärker in Form eines Flächenbildes, insbesondere eines faserhaltigen Tuches eingesetzt wird, an dessen Oberfläche anionische Gruppen salzförmig mit einem Teil der quartären Ammoniumgruppen der PQAV-enthaltenden Imprägnierung gebunden sind.
9. Ausführungsform nach Ansprüchen 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß die PQAV auf feinteiligen, in der Waschflotte nicht oder nicht wesentlich löslichen anorganischen oder organischen Feststoffen vorliegen, wobei diese Feststoffe insbesondere auch anionische Gruppierungen aufweisen können, die über Salzbildung mit einem Teil der quartären Ammoniumgruppen gebunden sind.
10. Ausführungsform nach Ansprüchen 1-5 und 9 dadurch gekennzeichnet, daß als feinteiliger anorganischer Träger für die PQAV natürliche und/oder synthetische wasserunlösliche Mineralstoffe, z. B. Alumosilikate, Schichtsilikate, Kieselsäure und/oder Wasser-schwerlösliche Salze wie Erdalkalikarbonate oder -sulfate eingesetzt werden.
11. Ausführungsform nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß als feinteiliger Träger synthetische kristalline Zeolithe, insbesondere Zeolith A, X und/oder P in Waschmittelqualität verwendet werden.
12. Ausführungsform nach Ansprüchen 1-11 dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsverstärker bei der Textilwäsche eingesetzt wird und dabei insbesondere zusammen mit üblichen tensidhaltigen Textilwaschmitteln zum Einsatz kommt.
13. Abwandlung der Ausführungsformen nach Ansprüchen 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß neben oder anstelle der quartären Ammoniumgruppierungen in dem unlöslichen und/oder immobilisierten Schmutz sammelnden Reinigungsverstärker basische Aminogruppen, insbesondere tertiäre Aminogruppen vorliegen.
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